(57)【要約】【課題】水中内における合成樹脂シートその他の合成樹脂材の破損部分を確実に補修すること。【解決手段】超音波振動子から発生し超音波伝送体であるホーン１２に伝達された振動エネルギーと加圧力とを合成樹脂材に与えることにより、樹脂境界面で摩擦熱を発生させて合成樹脂材を溶着させる溶着装置６であって、ホーン１２の先端部端面１２ｂ１を長四角形状に形成する。【選択図】図２ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動子から発生し超音波伝送体であるホーンに伝達された振動エネルギーと加圧力とを合成樹脂材に与えることにより、樹脂境界面で摩擦熱を発生させて合成樹脂材を溶着させる溶着装置であって、前記ホーンの先端部端面を長四角形状に形成した合成樹脂材溶着装置。
【請求項２】
超音波振動開始後、所定時間が経過すると、自動的に前記超音波振動を停止する請求項１記載の合成樹脂材溶着装置。
【請求項３】
貯水池の漏水防水用として前記貯水池に敷設された止水用シートの破損部分に、当該破損部分を覆蓋することで前記破損部分を補修する補修用シートを宛い、請求項１又は２に記載の合成樹脂材溶着装置を用いて当該補修用シートの周縁を前記止水用シートに水中内で密閉状に溶着させる、水中内における合成樹脂シートの溶着方法。
【請求項４】
前記補修用シートの周縁に沿って当該シートの上から前記溶着装置の前記ホーンを順次宛って前記止水用シートと前記補修用シートとを溶着し、
当該溶着を行うにあたり、前記ホーンにより前記補修用シート上に先に形成された溶着跡の端部と次に宛うホーンの端部とをホーンの長手方向において重ね合わせた状態で前記合成樹脂材溶着装置を作動させることを特徴とする請求項３に記載の水中内における合成樹脂シートの溶着方法。
【請求項５】
前記補修用シートの周縁に沿って前記両シートを溶着した後、当該溶着によって形成された溶着跡の連続線である溶着ラインよりも内側又は外側の箇所に、別の溶着ラインを形成することで、前記補修用シート上の周縁に沿って形成される溶着ラインを少なくとも二重に形成することを特徴とする請求項４に記載の水中内における合成樹脂シートの溶着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水中内における合成樹脂シートその他の合成樹脂材の溶着技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
農業用溜池、貯水池その他大量の貯水を行う水源地では、貯めた水が漏れるの有効に防止するため、その底面の全面に止水用（合成樹脂）シートとしてＰＶＣシート（ポリ塩化ビニルシート）を敷設して浸透水による漏水を防止している。しかし、ＰＶＣシートは、調整池の礫混じりの粘性土（盛り土）の上に敷設されるので、経年による地盤沈下や陥没等に起因して、局所的に損傷し破けてしまうことがある。そこで、定期的に監視を行い、止水用シートに損傷がある場合には止水工を行って漏水を防止する。
【０００３】
シート止水工に破損を生じた場合、水中において、（１）地盤沈下により空洞となった箇所へおがくずその他の軽量骨材を充填し、（２）シート損傷箇所に補修用のシート（補修用シート）を覆って補修用シートの周辺を土嚢で固定して止水用シートを補修するという、応急的な補修がこれまで実施されてきた。
【０００４】
しかしながらこれまでの技術では、既存の止水用シートの損傷部を覆った補修用シートの周辺を土嚢で固定するという簡易な方法であったため、シート補修箇所の水密性が確保され難いことや水圧作用に伴う経年的な地盤沈下等に起因して、流水による軽量骨材の流出やシート補修箇所の損傷再発の可能性があった。
【０００５】
このため、既設の止水用シートと補修用シートの接合性を高めて漏水を有効に防止したり、軽量骨材の流出を防止したりする技術が望まれていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みて為されたものであり、その解決しようとする課題は、水中内における合成樹脂シートその他の合成樹脂材の破損部分を確実に補修できる水中内における合成樹脂材の溶着技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した課題を解決するために、本発明者による鋭意努力の結果、本発明者は超音波によるシート溶着を検討するに至り、以下の手段を採用した。
【０００８】
即ち、本発明は、超音波振動子から発生し超音波伝送体であるホーンに伝達された振動エネルギーと加圧力とを合成樹脂材に与えることにより、樹脂境界面で摩擦熱を発生させて合成樹脂材を溶着させる溶着装置であって、前記ホーンの先端部端面を長四角形状に形成したことを特徴とする合成樹脂材溶着装置である。
【０００９】
本発明の合成樹脂材溶着装置にあっては、ホーンの先端部端面が長四角形状であるから、これを先端部端面が円形で、その直径が前記長四角形状の幅寸法と同じ円柱状のホーン（以下円柱状ホーン）と比較してみると、本発明のホーンは、円柱状ホーンよりも先端部端面が長四角形状であるため、一度に溶着できる範囲が大きくなり溶着回数を大幅に減らすことができる。よって、このようなホーンを有する本発明の溶着装置を用いれば合成樹脂の溶着作業が迅速に行える。
【００１０】
また、円柱状ホーンを用いたならば、数回に亘って溶着しなければならない範囲であっ
ても本発明のホーンであれば一度に又は少ない回数で溶着ができる。
【００１１】
ホーンを介して合成樹脂に加わる圧力は、溶着を行うごとに異なる可能性があり、それ故、溶着回数が多いと溶着精度にずれを生じ易い。しかし、本発明にあっては、ホーンの先端部端面の面積は既述のように比較的大きい。よって、広い範囲を同じ圧力でまとめて溶着できるので、円柱状ホーンに比べ、精度の高い溶着ができる。
【００１２】
また、円柱状ホーンの場合、先に行った溶着跡が円形でしかも小さいため、先の溶着跡にうまく隣接できるよう次に溶着を行うホーンの狙いを定めるのが難しい。しかもホーンの断面形状が円形であると、シートに対するホーンの向きに無関係に溶着跡は常に円形になる。このため、先の溶着跡に前記ホーンが嵌ってしまうこともあり、作業性の点で無駄がある。
【００１３】
これに対して本発明にあっては、溶着跡が長四角形状であるから、先の溶着跡に対してホーンが少しでも曲がっていれば嵌らない。よって、同一箇所を二重に溶着してしまうようなことがないので作業性に優れている。
【００１４】
また、長四角の中には、菱形、平行四辺形、台形その他の四角形の概念を含むものとする。
【００１５】
なお、溶着時間が長いとそれに応じて発熱量が増大し、合成樹脂が溶解しすぎてしまう虞がある。しかし、本発明の溶着装置にあっては、超音波振動開始後、所定時間が経過すると、自動的に超音波振動を停止する。このため、溶着の対象である合成樹脂の種類に合わせて前記所定時間を変更すれば、合成樹脂が溶けすぎてしまうこともなく最適な溶着が可能になる。
【００１６】
また、本発明は水中内における合成樹脂シートの溶着方法でもある。
【００１７】
すなわち本発明の水中内における合成樹脂シートの溶着方法は、貯水池の漏水防水用として前記貯水池に敷設された止水用シートの破損部分に、当該破損部分を覆蓋することで前記破損部分を補修する補修用シートを宛い、前記合成樹脂材溶着装置を用いて当該補修用シートの周縁を前記止水用シートに水中内で密閉状に溶着させることを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明の水中内における合成樹脂シートの溶着方法は、前記補修用シートの周縁に沿って当該シートの上から前記溶着装置の前記ホーンを順次宛って前記止水用シートと前記補修用シートとを溶着し、当該溶着を行うにあたり、前記ホーンにより前記補修用シート上に先に形成された溶着跡の端部に次に宛うホーンの端部をホーンの長手方向において重ね合わせた状態で前記合成樹脂材溶着装置を作動させるようにしてもよい。
【００１９】
既述したように、本発明に係るホーンは、その先端部端面が長四角形状に形成されているので、溶着跡は長四角形状となる。そして、先に形成された溶着跡の端部に次に宛うホーンの端部をホーンの長手方向において重ね合わせると、重ね部は平面で見てほぼ矩形状になる。これに対して、円柱状ホーンを用いて同様に交差させても、円柱状ホーンの溶着跡は円形であり重ね部は円弧同士の重合となるから、交差する部分の最大長さが本発明の交差長さと同じであれば、矩形同士の重合となる本発明の方が交差面積は大きい。交差面積が大きければ溶着跡同士の結合も強くなり、補修用シートの止水用シートへの溶着力が高まる。
【００２０】
さらにまた、前記補修用シートの周縁に沿って前記両シートを溶着した後、当該溶着によって形成された溶着跡の連続線である溶着ラインよりも内側又は外側の箇所に、別の溶
着ラインを形成することで、前記補修用シート上の周縁に沿って形成される溶着ラインを少なくとも二重に形成するとよい。
【００２１】
このようにすることで、補修用シートと止水用シートとを一層強固に溶着できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の超音波振動を用いた合成樹脂材溶着装置及び水中内における合成樹脂シートの溶着方法によれば、水中内における合成樹脂シートその他の合成樹脂材の破損部分を確実に強固に補修できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態（以下、実施形態）を添付した図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、ダイバー１が貯水池２に潜水し、貯水池底面２ａに敷設した漏水防水用の止水用シート３を補修している状態を示す概念図である。
【００２５】
ダイバー１は、台船４に装備されている送気設備５から送気管５ａを介して空気が送られてくるため、長時間水底での作業を実施できる。
【００２６】
また、ダイバー１が両腕に持っているものは、本発明に係る、超音波振動を用いた合成樹脂材溶着装置６である。なお、水中ボンベをダイバーが担いで潜水しても勿論作業は可能である。
【００２７】
合成樹脂材溶着装置６は、超音波振動を利用して樹脂境界面で摩擦熱を発生させることにより、合成樹脂材を溶着させる装置であり、この実施の形態では、止水用シート３とその補修用のシート（補修用シート）７とを水中内で溶着するのに用いられる。
【００２８】
また、合成樹脂材溶着装置６は、台船４に装備されている発電機８や発信器９とケーブル１０を介してつながっている。
【００２９】
ダイバー１が合成樹脂材溶着装置６の手元の操作用スイッチを入れることで、合成樹脂材溶着装置６は作動する。
【００３０】
図２は、合成樹脂材溶着装置６の正面図であり、その長手方向中央部から側方に延びているのが、ダイバー１が本装置６を操作する時に把持する操作用ハンドル１１であり、このハンドル１１には操作用スイッチ１１ａが取り付けられている。操作用スイッチ１１ａが押されると、合成樹脂材溶着装置６の先端部についている超音波伝送体であるホーン１２が超音波振動する。
【００３１】
ホーン１２は、合成樹脂材溶着装置６のケース６ａ内に装備された図示しない超音波振動子から発生する振動エネルギーが伝達されることで振動するが、操作用スイッチ１１ａをダイバーが入れた後、所定時間経過すると自動的に停止するようになっている。
【００３２】
なお、操作用スイッチ１１ａを入れた後、所定時間が経過すると自動的に作動部が停止するシステムは、周知事項であるので、ここでは操作用スイッチ１１ａを入れた後、ホーン１２が自動的に振動を停止するシステムについては説明を省略する。
【００３３】
また、符号１７は、錘用ガイドであり、当該ガイドには必要に応じて重しが取り付けられる。重しは使用する止水用シート３や補修用シート７の厚みや材質によって適宜交換するようになっているが、合成樹脂材溶着装置６の自重だけでも対応できる。
【００３４】
次に図３にホーン１２の形状を示す。
【００３５】
図３の（ａ）〜（ｃ）は、それぞれホーン１２の側面図、平面図及びホーン先端部拡大側面図である。
【００３６】
ホーン１２はその先端部１２ｂが箆（へら）状に細長く平らに削られており、端面１２ｂ１の正面形状は長四角形状をしている。また端面１２ｂ１の四隅は丸みを帯びている。この丸みは、図示したものよりも小さくても大きくてもよい。またホーン１２の厚みも使用場所やシートの種類によって変更してもよい。
【００３７】
なお、ホーン１２の長さ寸法，厚み寸法及び四隅の丸み半径をそれぞれ符号Ｌ，Ｂ及びＲで示す。
【００３８】
次にこのような構成の合成樹脂材溶着装置６を用いて、止水用シート３と補修用シート７とを超音波溶着することで、破損した止水用シート３を補修する方法について述べる。
【００３９】
貯水池の底面２ａ（図１，図１３参照）に敷設してある漏水防止用の止水用シート３に破損部分２０を見つけたら、ダイバー１は、水底に潜水し、破損部分２０を補修用シート７で覆蓋する。なお、破損部分２０の発見は、最終的にはダイバーの目視に依存するが、その前段階として、トレーサ調査，電気的な漏水検知システム，音響による漏水調査等周知の検知手段が用いられる。
【００４０】
前記覆蓋をするにあたり、止水用シート３の破損部分２０に対応して予め大きさが決められている補修用シート７を用意する。
【００４１】
また、止水用シート３の破損部分２０に対応して、貯水池底面２ａは図１に示すような陥没凹部１４が形成されている場合があるので、これを塞ぐ充填材２１を用意する。充填材２１としては、従来技術の項で述べた、おが屑等の軽量骨材の他、軽量骨材を真詰めとして先に充填した後、その上に充填され、陥没凹部１４の開口部分を占めるようになるポリマーモルタルがある。なお、図面ではこれらの充填材をまとめて符号２０で示す。
【００４２】
ポリマーモルタルは、その構成材料を配合調整して、貯水池底面２ａが形成されている地山の地質とほぼ同じになるように性状が決められている。
【００４３】
充填材２１を陥没凹部１４にある程度入れたなら、止水用シート３の破損部分に補修用シート７を宛って覆蓋し、補修用シート７の周縁に沿ってシート７の上から合成樹脂材溶着装置６のホーン１２を宛い、ダイバー１は操作用スイッチ１１ａを入れる。
【００４４】
この時ダイバー１は、ダイバー自ら操作用ハンドル１１に力を入れてシート３，７に加圧することはせずに、ハンドル１１を介して合成樹脂材溶着装置６を支えるだけである。合成樹脂材溶着装置６自体の重量で、または錘ガイド１７を介して図示しない重しを合成樹脂材溶着装置６の重さに加重することで、止水用シート３と補修用シート７とを加圧する。
【００４５】
そして、図４からわかるように、補修用シート７の周縁７ａに沿って補修シート７の上からホーン１２を順次宛って補修用シート７を止水用シート３に密閉状に溶着する。溶着を行うにあたり、ホーン１２により補修用シート７上に先に形成された溶着跡２２の端部に、次に宛うホーン１２の先端部１２ｂを上から重ね合わせて前記溶着装置６を作動する。溶着跡２２同士は、その長手方向に延びる方向において重ね合わされて（符号２２ａで
示す重ね部２２ａ参照）、直線状に連続される。溶着によって形成された溶着跡の連続線、すなわち溶着ラインを符号２４で示す。なお、本実施形態に係るホーン１２を用いて溶着する場合を連続溶着と称し、円柱状ホーンによる溶着を点溶着というものとする。
【００４６】
また、図５は溶着跡２２同士を所定の角度（図では鈍角）で重ね合わせ、全体で千鳥足状に連結した場合を例示する。この場合の溶着ラインを符号２４’で示す。
【００４７】
さらに、図６は前記補修用シート７の周縁７ａに沿って溶着した後、当該溶着によって形成された溶着ライン２４よりも内側箇所に、別の溶着ライン２４”を形成することで、前記補修用シート７上に溶着ラインを少なくとも二重に形成するようにしてもよい。別の溶着ライン２４”は、溶着ライン２４よりも外側箇所に形成してもよい。なお、図６のように溶着ラインを二重に形成する場合をダブルラインというのに対し、図４や図５のように溶着ラインが一つだけの場合をシングルラインということにする。
【００４８】
図７は、溶着仕様と溶着抵抗力の関係をホーンＡ〜Ｃを用いて比較した場合を示し、（Ａ）列にある各図は、縦軸に剥離抵抗力をとり、横軸に溶着時間をとってなる、剥離抵抗力−溶着時間図であり、（Ｂ）列にある各図は、縦軸に剪断抵抗力をとり、横軸に溶着時間をとってなる、剪断抵抗力−溶着時間図である。
【００４９】
各ホーンの仕様態様は次の通り。
【００５０】
（ｉ）ホーン形状
ホーンＡ：Ｌ＝２５ｍｍ，Ｂ＝３ｍｍ，Ｒ＝１．５ｍｍ
ホーンＢ：Ｌ＝２５ｍｍ，Ｂ＝３ｍｍ，Ｒ＝２．０ｍｍ
ホーンＣ：Ｌ＝２５ｍｍ，Ｂ＝４ｍｍ，Ｒ＝２．０ｍｍ
（ii）加圧力：合成樹脂材溶着装置の自重８．３ｋｇ＋重しｋｇ
自重＋０ｋｇ
自重＋１ｋｇ
自重＋２ｋｇ
自重＋３ｋｇ
自重＋４ｋｇ
（iii）溶着時間
ホーンＡ：２秒，３秒，４秒の３水準
ホーンＢ：３秒，４秒，５秒の３水準
ホーンＣ：６秒，７秒，８秒の３水準
図８（ａ）はシートの供試体３０を用いた場合の剪断引っ張り試験を、及び図８（ｂ）は剥離抵抗力試験を行っている状態をそれぞれ示す。
【００５１】
剪断引っ張り試験では、供試体３０同士を先端部で重ね合わせたものを本実施形態に係る合成樹脂材溶着装置６で溶着してから上下方向に引っ張る。
【００５２】
また、剥離抵抗力試験では、供試体３０をＬ字形に曲げた状態で溶着した状態で上下に引っ張る。また、溶着箇所を符号３２で示すとともに、溶着箇所の中央部（溶接中央）及び溶接箇所の端部（溶接端部）をそれぞれ符号３２ａ及び３２ｂで示す。
【００５３】
図９は、供試体３０の溶着後の厚さと溶着仕様との関係を示し、（Ａ）列及び（Ｂ）列にそれぞれ示す各図は、供に縦軸に溶着厚さをとり、横軸に溶着時間をとってなる、溶着厚さ−溶着時間図であり、（Ａ）列の各図は、溶着箇所３２の溶着中央３２ａでの試験結果を示し、（Ｂ）列の各図は、溶着箇所３２の溶着端部３２ｂでの試験結果を示している。
【００５４】
図１０は、溶着厚さと溶着抵抗力の関係を示し、（Ａ）列に示す各図は、縦軸に剥離抵抗力をとり、横軸に溶着厚さをとってなる、剥離抵抗力−溶着厚さ図であり、（Ｂ）列に示す各図は、縦軸に剪断抵抗力をとり、横軸に溶着厚さをとってなる、剪断抵抗力−溶着厚さ図である。
【００５５】
図７、図９及び図１０より次のことが伺える。
【００５６】
溶着時間が増加するほど、溶着後の厚さが減少し、溶着抵抗力が増加する傾向が顕著に認められる（図７、図９参照）。
【００５７】
溶着時間の影響に比べると、溶着時の加圧力の影響はそれほど大きくない。ただしホーンＢにおける自重及び自重＋１ｋｇのケースは，＋２ｋｇ以上の加圧力のケースに比べ強度が明らかに小さい傾向が認められることから、加圧力は自重＋２ｋｇを目安とするのが好適である。
【００５８】
図９及び図１０より、溶着後の厚さは、溶着中央３２ａに比べ，溶着端部３２ｂの方が薄くなっていることがわかる。ホーンＡ，Ｂに比べ、ホーンＣは、溶着後の厚さは最もあるが、溶着抵抗力は小さく、溶着時間不足、加圧力不足であると言える。
【００５９】
図１０より、ホーンＢはホーンＡに比べ、溶着抵抗力のばらつきが大きいことがわかる。
【００６０】
また、図７より、ホーンＢでは、＋Oｋｇ（自重のみ）以外の場合は、溶着時間４秒及び５秒で抵抗力が頭打ちになる傾向が認められる。ホーンＡの剪断抵抗力においても溶着時間３秒及び４秒の間で頭打ちの傾向が認められる。
【００６１】
一方溶着厚さの減少傾向は、これらのケースにおいても顕著である（図１０参照）。したがって、「溶着後の厚さをできるだけ確保し、かつ溶着抵抗力をできるだけ大きくする」といった点に着目して最適な仕様を選定することが可能と考える。
【００６２】
図１０より、破壊形態に着目すると、抵抗力が小さい場合は、溶着箇所全体が剥離する「全面剥離」、抵抗力が大きい場合は，溶着部をちぎりとるような破断型の破壊形態が観察された。最適仕様選定においては，「全面剥離」を避け、ある程度溶着厚さが薄くなっても、確実な溶着を行うことで、破断型の破壊形態となる溶着仕様を選定するのが好ましい。
【００６３】
図１１は、施工仕様と溶着抵抗力の関係をケース毎に示し、（Ａ）列に示す各図は、縦軸に剥離抵抗力をとり、横軸に施工仕様をとってなる、剥離抵抗力−施工仕様図であり、（Ｂ）列に示す各図は、縦軸に剪断抵抗力をとり、横軸に施工仕様をとってなる、剪断抵抗力−施工仕様図である。なお、次に述べる図１２の場合も同様であるが、図の上部に表示されているホーンの後に表示されている秒は加圧時間である。また加圧力は合成樹脂材溶着装置６の自重によるものとする。
【００６４】
本実施形態に係る連続溶着の場合、剥離抵抗力、剪断抵抗力は共に、点溶着の場合と同等以上の抵抗力が認められる。
【００６５】
図１２は、施工仕様と溶着後の供試体の厚さ関係を示し、縦軸に溶着厚さをとり、横軸に施工仕様をとってなる、溶着厚さ−施工仕様図である。なお、図中にある溶着一般部とは連続溶着を行う場合において重ね合わせのない部分をいう。
【００６６】
図１２より、ホーンＡ、２秒の図にある溶着一般部を除いたケース以外は、溶着一般部及び溶着重ね部の厚さが点溶着の場合よりも薄くなっているが、連続溶着することで穴があくほど厚さが薄くなったり、強度低下したりするといったことはない。
【００６７】
【表１】
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【００６８】
表１は、シート同士を溶着した場合の水密性の試験結果を一覧にしたものである。
【００６９】
表１中、１）エポキシ未使用とは溶着だけの場合であり、エポキシ併用とは溶着と接着の両方を用いてシートを着けた場合を意味する。
【００７０】
２）規格の項に記載の記号の意味は、ホーンの種類と溶着時間を意味する。例えばケース１のＡ−２は、ホーンＡを使用し、溶着時間を２秒にするという意味である。
【００７１】
３）判定の項に記載の記号は、水密性試験の結果が、◎：良好，○：普通，×：不良で
あることを意味する。
【００７２】
４）圧力の項の意味は、合成樹脂材溶着装置６に付加した重しの重量を意味する。
【００７３】
５）不織布状況及び砂地盤により実際のシートの敷設状態を模擬する。不織布状況及び砂地盤が濡れることで本実施形態に係るＰＶＣシートの溶着を行った場合における漏水の有無を判断する。不織布状況及び砂地盤はＰＶＣシートの下に配置してある。
【００７４】
６）ダブルラインの場合は、その溶着ライン同士の間の間隔を２ｃｍ以上離し、シートに局所的な引っ張りを加えないことに留意した。
【００７５】
７）表中同じ条件で複数回繰り返しているケースがあるが（例えば、ケース２，５，６）、繰り返し実施した場合でも同様の精度を確保できるか否かを調べるためである。
【００７６】
８）連続溶着でダブルラインのケース（７−１２）において、ケース７，１０に関しては、ダブルラインの場合は溶着ライン同士の間の間隔が、ケース８，９，１１，１２のすき間の半分に設定してある。
【００７７】
９）漏水状況は視認による漏水の有無ということである。
（考察）
連続溶着でダブルラインのケース７−１２のうち、ケース７，１０に関しては不織布や砂の濡れにより漏水が確認された。ピンホール程度の孔からのものと思われる。ケース８，９，１１，１２の場合にはそのような漏水はなかった。漏水の有無の違いは、ダブルラインの場合は、溶着ライン同士の間の間隔が、ケース７，１０の場合は狭いということである。
【００７８】
エポキシ併用の場合は、全てのケースでエポキシの剥離が確認された。それにより、点溶着＋エポキシのケース（ケース１９−２４）では、これら全ケースの場合において漏水となった。連続溶着＋エポキシのケース（ケース１３−１８）では、エポキシ剥離後も連続溶着部で水密性が確保されるため、当該全てのケースの場合において漏水がなかった。
【００７９】
これらの結果から、漏水を防止するには、ダブルラインとするのが望ましいと言える。ただし、シングルラインの場合でも漏水量の抑制効果を期待できるので、シート損傷箇所の重要性や補修の緊急度に応じて、シングルラインとダブルラインの施工仕様を使い分けるのが良い。
【００８０】
よって、選定される最適な溶着仕様は以下の２仕様といえる。
（ｉ）「ホーンＡ，３秒，自重＋２ｋｇ（１０．３Ｋｇ）の組合せ
（ii）「ホーンＢ，４秒，自重＋２ｋｇ（１０．３Ｋｇ）の組合せ
また、最適な施工仕様としては以下の仕様が選定される。
【００８１】
・連続溶着，ダブルライン，エポキシ併用なし
・溶着ライン同士の間の間隔：２ｃｍ以上
・状況に応じて、ダブルラインからシングルラインにすることも可能
（作用・効果）
合成樹脂材溶着装置６にあっては、ホーン１２の先端部端面１２ｂ１が長四角形状であるから、これを先端部端面が円形で、その直径が前記長四角形状の幅寸法と同じ円柱状のホーン（以下円柱状ホーン）と比較してみると、ホーン１２は、円柱状ホーンよりも先端部端面が長四角形状であるため、一度に溶着できる範囲が大きくなり溶着回数を大幅に減らすことができる。よって、ホーン１２を有する溶着装置６を用いれば合成樹脂の溶着作
業が迅速に行える。
【００８２】
また、既述した円柱状ホーンを用いたならば、数回に亘って溶着しなければならない範囲であってもホーン１２であれば一度に又は少ない回数で溶着ができる。
【００８３】
ホーン１２を介して補修用シート７や止水用シート３に加わる圧力は、溶着を行うごとに異なる可能性があり、それ故、溶着回数が多いと溶着精度にずれを生じ易い。しかし、ホーン１２の先端部端面１２ｂ１の面積は既述のように比較的大きい。よって、広い範囲を同じ圧力でまとめて溶着できるので、円柱状ホーンに比べ、精度の高い溶着ができる。
【００８４】
なお、溶着時間が長いとそれに応じて発熱量が増大し、シートが溶解しすぎてしまう虞がある。しかし、溶着装置６にあっては、超音波振動開始後、所定時間が経過すると、自動的に超音波振動を停止する。このため、溶着の対象であるシートの種類に合わせて前記所定時間を変更すれば、合成樹脂が溶けすぎてしまうこともなく最適な溶着が可能になる。
【００８５】
ホーン１２は、その先端部端面１２ｂ１が長四角形状に形成されているので、溶着跡２２は長四角形状となる。そして、先に形成された溶着跡２２の端部に次に宛うホーン１２の端部をホーン１２の長手方向において重ね合わせると、重ね部２２ａは平面で見てほぼ矩形状になる（なお、図５のように先に形成された溶着跡２２の端部に次に宛うホーン１２の端部を鈍角に重ね合わせると、千鳥足状にした場合重ね部２２ａは菱形になる。）。これに対して、円柱状ホーンを用いて同様に交差させても、円柱状ホーンの溶着跡は円形であって重ね部は円弧同士の重合となるから、交差する部分の最大長さがホーン１２の場合の交差長さと同じであれば、矩形同士の重合となるホーン１２の場合の方が交差面積は大きい。交差面積が大きければ溶着跡同士の結合も強くなり、補修用シート７の止水用シート３への溶着力が高まる。
【００８６】
さらにまた、補修用シート７の周縁に沿って前記両シート３，７を溶着した後、当該溶着によって形成された溶着ライン２４よりも内側又は外側の箇所に、別の溶着ライン２４”を形成することで、前記補修用シート７上の周縁７ａに沿って形成される溶着ライン２４を少なくとも二重に、すなわちダブルラインに形成することで、補修用シート７と止水用シート３とを一層強固に溶着できる。
【００８７】
また、本実施形態では、貯水池２の底面２ａに敷設された止水シート３が破損した場合について述べたが、汚水処理場や廃棄物処理場での汚水の流出に起因した環境汚染を防止するために止水シートを用いる場合にも適用できる。
【００８８】
尚、本発明は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
各種合成樹脂シートその他の合成樹脂材の溶着技術に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】ダイバーが止水用シートを補修している状態を示す概念図である。
【図２】本発明の合成樹脂材溶着装置の正面図である。
【図３】ホーンの側面図，平面図及び要部拡大図である。
【図４】本発明の水中内における合成樹脂シートの溶着方法を説明するための図であって、シングルラインで溶着する場合を示す図である。
【図５】本発明の水中内における合成樹脂シートの溶着方法を説明するための図であって、千鳥足状に溶着する場合を示す図である。
【図６】本発明の水中内における合成樹脂シートの溶着方法を説明するための図であって、ダブルラインで溶着する場合を示す図である。
【図７】溶着仕様と溶着抵抗力の関係を各種ホーンを用いて比較した図である。
【図８】シートの供試体を用いて剪断引っ張り試験及び剥離抵抗力試験を行っている状態を示す図である。
【図９】供試体の溶着後の厚さと溶着仕様との関係を示す図である。
【図１０】溶着厚さと溶着抵抗力の関係を示す図である。
【図１１】施工仕様と溶着抵抗力の関係を示す図である。
【図１２】施工仕様と溶着後の供試体の厚さ関係を示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１ ダイバー
２ 貯水池
２ａ 貯水池底面
３ 止水用シート
４ 台船
５ 送気設備
５ａ 送気管
６ 合成樹脂材溶着装置
６ａ ケース
７ 補修用シート
８ 発電機
７ａ 補修用シート７の周縁
９ 発信器
１０ ケーブル
１１ 操作用ハンドル
１１ａ 操作用スイッチ
１２ ホーン
１２ｂ ホーン先端部
１２ｂ１ 端面
１４ 陥没凹部
１７ 錘ガイド
２０ 破損部分
２１ 充填材
２２ 溶着跡
２２ａ 重ね部
２４ 溶着ライン
２４’溶着ライン
２４” 溶着ライン
３０ 供試体
３２ 溶着箇所
３２ａ 溶着中央
３２ｂ 溶着端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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